CN104001878B - 一种有冒口钢锭水冷结晶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢锭水冷结晶工艺，包括如下步骤：预先在冷却水腔中通入冷凝水；钢水控制温度后注入水冷模的模具中，冒口浇注速度小于锭身浇注速度，持续通入冷凝水，保温30‑160min，钢锭冷凝后脱模；然后盖上未盖保温盖的保温套通风3‑15h，盖上保温盖，保温15‑40h；全部冷凝后，转入坑内保温10‑40h。本发明的有益效果是：本发明采用保温套，并控制保温套的使用方式在浇铸后得到了一种无气孔、内部组织结构致密、质量良好的大型钢锭；腔壁隔成的冷却水路使得冷却水只能从模腔下部逐步上升，从而保证了下冷却方式的实现，本发明冷却水循环方式，使得钢锭在冷却过程中无死水区存在，冷却速度均匀，水冷模不变形，使用寿命高，每只钢锭模使用500次左右。
Description
技术领域
本发明涉及钢锭结晶工艺，更具体的讲是一种钢锭水冷结晶工艺及其专用的水冷模。
背景技术
钢锭的结晶技术直接影响着钢锭最终的品质，水冷模由于采用水冷技术，较之空冷冷却速度快，提高了钢锭的品质，但是水冷由下而上，若冷却速度过慢时则会造成杂质的聚集，使得钢锭本身的中心偏析过大，造成废品的产生，如申请号为201210180527.8的专利申请公开了一种新型钢锭水冷浇注模及方法，其由附盘、模体和保温帽构成，其特征在于模体座于附盘上，模体的伤口内嵌插接保温帽，所述模体的内壁是顶部直径略小于下部直径的圆筒状结构，其环周设有冷却水夹套，该夹套的墙体的间隙由下至上逐渐增大，且冷却水夹套的两端设有冷却水的出入口。
其水冷浇铸模在使用时，进水入口和出口处容易造成“死水区”，从而造成钢锭的冷却速度不均匀，钢锭容易出现裂纹，因此在生产过程中不利于生产吨位较大的钢锭，同时，其进水方式容易造成水冷模的变形，其使用寿命较低。
发明内容
本发明的发明目的在于针对以上现有技术中的不足，提供一种有冒口钢锭水冷结晶工艺及专用水冷模。
本发明是通过一下技术方案实现的：
一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，包括如下步骤：
水冷模浇铸半模由螺栓固定后，预先在冷却水腔中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压≥0.5MPa；
将VD炉出炉后的钢水控制温度后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间10-40min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间6-20min；
持续通入冷凝水，保温30-160min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3-15h，然后盖上保温盖，保温15-40h；
全部冷凝后，转入坑内保温10-40h。
作为本发明的另一个发明目的，上述的有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模，包括浇铸模和保温套，所述浇铸模包括浇铸模体和位于浇铸模体下方的底盘，所述底盘与中浇道连通，所述浇铸模体由两个以上浇铸半模螺栓连接组成，所述浇铸模体包括底盘上方构成模腔的内胆，内胆与外胆构成的冷却水腔，所述冷却水腔的下部连接进水管、上部连接出水管，在冷却水腔中设有腔壁，其中一个腔壁与内胆固定连接在一起，与外胆之间具有间隙，则与之相邻的腔壁与外胆固定连接在一起，与内胆之间具有间隙；所述保温套包括保温盖和套壁。
上述保温盖和套壁从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
上述浇铸模体还包括连接件，所述连接件包括位于内胆上部的上法兰，还包括位于内胆下部的下法兰，所述下法兰的下部为所述底盘。
上述底盘包括小底盘和大底板，所述大底板中开有与所述中浇道连通的内浇道。
上述浇铸模体还包括位于内胆上的加强筋，所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋和加强纵筋。
上述外胆上还固定有吊耳。
上述保温套还包括设在套壁金属层上的加强筋，保温套的高度不小于钢锭高度。
本发明的有益效果是：本发明采用保温套，并控制保温套的使用方式在浇铸后得到了一种无气孔、内部组织结构致密、质量良好的大型钢锭；腔壁隔成的冷却水路使得冷却水只能从模腔下部逐步上升，从而保证了下冷却方式的实现。而且本发明冷却水循环方式，使得钢锭在冷却过程中无死水区存在，冷却速度均匀，有效的降低了钢锭的中心偏析程度，而且水冷模不变形，使用寿命高，每只钢锭模使用500次左右。
附图说明
图1是浇铸模结构示意图；
图2是保温套结构示意图；
图3是浇铸半模结构示意（以圆形为例）；
图中：1是浇铸模体，2是小底盘，3是中浇道，4是浇铸半模，5是内胆，6是外胆，7是进水管，8是出水管，9是上法兰，10是下法兰，11是大底板，12是浇铸孔，13是加强横筋，14是加强纵筋，15是吊耳，16是保温套，17是套壁，18是保温盖，19是设在套壁金属层上的加强筋，20是钢锭，21是腔壁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
类型：优碳钢，钢种：20，碳含量：0.17-0.23%；吨位：8吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1585±5℃，控制温度到1570-1580℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间24-26min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间6-8min；
持续通入冷凝水，保温30min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3h，然后盖上保温盖，保温15h；
全部冷凝后，转入坑内保温10h。
实施例2
类型：优碳钢，钢种：65Mn，含碳量：0.62-0.70%，吨位：11吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1550±5℃，控制温度到1535-1545℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间15min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温70min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风5h，然后盖上保温盖，保温24h；
全部冷凝后，转入坑内保温13h。
实施例3
类型：合工钢，钢种：5CrMnMo，含碳量：0.50-0.60%，吨位18吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1555±5℃，控制温度到1540-1550℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间18min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温90min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风6h，然后盖上保温盖，保温20h；
全部冷凝后，转入坑内保温20h。
实施例4
类型：合结钢，钢种：20CrMnTi，含碳量：0.17-0.23%，吨位24吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1585±5℃，控制温度到1570-1580℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间24min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温100min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风7h，然后盖上保温盖，保温20h；
全部冷凝后，转入坑内保温20h。
实施例5
类型：合结钢，钢种：45CrMo，含碳量：0.38-0.45%，吨位30吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1570±5℃，控制温度到1555-1565℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间25min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温110min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风7.5h，然后盖上保温盖，保温20h；
全部冷凝后，转入坑内保温20h。
实施例6
类型：碳结钢，钢种：Q235A，含碳量：0.14-0.22%，吨位：36吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1580±5℃，控制温度到1565-1575℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间32min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温150min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风10h，然后盖上保温盖，保温40h；
全部冷凝后，转入坑内保温40h。
实施例7
类型：轴承钢，钢种：GCr15SiMn，含碳量：0.95-1.05%，吨位：42吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1505±5℃，控制温度到1490-1500℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间32min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间10min；
持续通入冷凝水，保温150min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风10h，然后盖上保温盖，保温40h；
全部冷凝后，转入坑内保温40h。
实施例8
类型：合结钢，钢种：40CrNiMoA，含碳量：0.37-0.44%，吨位：63吨；
水冷模前后两部分由螺栓固定后，预先在水冷模中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压0.5兆帕；
将VD炉出炉后钢水温度1570±5℃，控制温度到1555-1565℃后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间35min；
冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间15min；
持续通入冷凝水，保温90min，钢锭冷凝后脱模；
脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风12h，然后盖上保温盖，保温40h；
全部冷凝后，转入坑内保温40h。
以上实施例均采用下述水冷模制作而成，其不同点仅仅是水冷模的尺寸不同。
有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模，包括浇铸模和保温套，所述浇铸模包括浇铸模体1和位于浇铸模体1下方的底盘，所述底盘与中浇道3连通，所述浇铸模体由两个浇铸半模4螺栓连接组成，所述浇铸模体1包括底盘上方构成模腔的内胆5，内胆5与外胆6构成的冷却水腔，所述冷却水腔的下部连接进水管7、上部连接出水管8，在冷却水腔中设有腔壁21，其中一个腔壁21与内胆5固定连接在一起，与外胆6之间具有间隙，则与之相邻的腔壁21与外胆6固定连接在一起，与内胆5之间具有间隙；所述保温套16包括保温盖18和套壁17。
上述保温盖18和套壁17从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
上述浇铸模体1还包括连接件，所述连接件包括位于内胆5上部的上法兰9，还包括位于内胆5下部的下法兰10，所述下法兰10的下部为所述底盘。
上述底盘包括小底盘2和大底板11，所述大底板11中开有与所述中浇道3连通的内浇道。
上述浇铸模体1还包括位于内胆5上的加强筋，所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋13和加强纵筋14。
上述外胆6上还固定有吊耳15。
上述保温套16还包括设在套壁17金属层上的加强筋19，保温套16的高度不小于钢锭20高度。
上述实施例1-7所得钢锭性能参数见下表1-3。
由上表1-3可以看出，通过本发明水冷模和相对应的工艺所得钢锭，在机械性能，收缩率以及组织细密程度和偏析等均有较大的提高，达到了锻造的要求，适合不同吨位的钢锭生产，适应范围广。
Claims (7)
1.一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，包括如下步骤： (1)水冷模浇铸半模由螺栓固定后，预先在冷却水腔中通入冷凝水，进水水温＜36℃，进水水压≥0.5MPa； (2)将VD炉出炉后的钢水控制温度后由浇道缓慢注入水冷模的模具中，锭身浇注时间10-40min； (3)冒口浇注速度小于锭身浇注速度，冒口浇注时间6-20min； (4)持续通入冷凝水，保温30-160min，钢锭冷凝后脱模； (5)脱模后的钢锭放入未盖保温盖的保温套中通风3-15h，然后盖上保温盖，保温15-40h； (6)全部冷凝后，转入坑内保温10-40h；
所述的有冒口钢锭水冷结晶工艺所用的水冷模，包括浇铸模和保温套，所述浇铸模包括浇铸模体和位于浇铸模体下方的底盘，所述底盘与中浇道连通，所述浇铸模体由两个以上浇铸半模螺栓连接组成，所述浇铸模体包括底盘上方构成模腔的内胆，内胆与外胆构成的冷却水腔，所述冷却水腔的下部连接进水管、上部连接出水管，其特征在于：在冷却水腔中设有腔壁，其中一个腔壁与内胆固定连接在一起，与外胆之间具有间隙，则与内胆固定连接在一起的腔壁相邻的腔壁与外胆固定连接在一起，与内胆之间具有间隙；所述保温套包括保温盖和套壁。
2.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述保温盖和套壁从内至外均依次包括耐火材料层、保温层和金属层。
3.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述浇铸模体还包括连接件，所述连接件包括位于内胆上部的上法兰，还包括位于内胆下部的下法兰，所述下法兰的下部为所述底盘。
4.根据权利要求3所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述底盘包括小底盘和大底板，所述大底板中开有与所述中浇道连通的内浇道。
5.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述浇铸模体还包括位于内胆上的加强筋，所述加强筋包括呈十字交叉的加强横筋和加强纵筋。
6.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述外胆上还固定有吊耳。
7.根据权利要求1所述的一种有冒口钢锭水冷结晶工艺，其特征在于：所述保温套的高度不小于钢锭高度。
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Denomination of invention: A water-cooled crystallization process for steel ingots with a riser Granted publication date: 20170104 Pledgee: Qilu Bank Co.,Ltd. Dezhou Qihe sub branch Pledgor: SHANDONG BAODING HEAVY INDUSTRIAL CO.,LTD. Registration number: Y2024980001155 |
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